KR20140081234A - 기판 인쇄 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 기판 인쇄장치는, 패턴홀이 형성된 마스크, 상기 마스크의 일면에서 상기 마스크를 지지하는 마스크지지부, 상기 마스크의 타면에서 상기 마스크를 가압하는 마스크가압부를 포함하되, 상기 마스크가압부는 승강부를 더 포함하여 기판의 수축 또는 팽창에 대응하여 마스크에 형성된 패턴의 스케일을 변경시킬 수 있으므로, 기판과 마스크를 정확하게 정합시킬 수 있으며, 이를 통해 기판의 인쇄 품질을 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 기판 인쇄 장치는, 기존 설비를 부분적으로 개조함으로써 구현할 수 있으므로 신규 설비의 제작이 불필요하고 설비 비용을 저감할 수 있다.

Description

기판 인쇄 장치{Appatus for printing the pattern on the substrate}
본 발명은 기판에 회로를 인쇄하는 기판 인쇄 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회로 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 기판에 회로를 인쇄하는 기판 인쇄 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄회로기판은 수많은 열처리 공정을 거쳐 제조되므로 기판을 형성하고 있는 유기체의 수축에 의해 신축이 발생한다. 이러한 기판의 신축은 정밀 인쇄 공정의 가장 큰 문제점으로 부각되고 있다.
정밀 인쇄의 경우 피치(pitch)가 120 ㎛ 미만으로써 기판에는 솔더 페이스트를 인쇄하기 위한 패드(Pad)가 60 ㎛ 정도의 크기로 형성되어 있으며, 인쇄 마스크는 패드의 크기 보다 약 20 ㎛ 정도 큰 80 ㎛ 크기로 개구 되어 있다.
그리고, 인쇄 작업에 앞서 기판과 마스크에 형성된 인식마크를 이용해 기판과 마스크의 정합을 수행하는데 이때 인쇄 마스크의 크기에 비해 기판의 크기가 약간만 크거나 작더라도 인쇄 품질은 급격히 떨어지게 된다.
특히, 기판의 신축은 제조 공정, 제품 디자인, 사용되는 원자재 등에 따라 매우 민감하게 반응하여 나타나기 때문에 동일한 조건과 날짜에 생산된 제품, 즉 같은 로트(lot)로 구성되어 생산된 제품에서도 미세한 차이가 발생하게 된다. 따라서, 기판의 신축을 예상하여 마스크의 크기를 결정하는 것도 불가능한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제 2006-0056019호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 기판의 수축 또는 팽창과 상관없이 기판과 마스크를 정확하게 정합시킬 수 있는 기판 인쇄 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판 인쇄 장치는, 패턴홀이 형성된 마스크와, 상기 마스크의 일면에서 상기 마스크를 지지하는 마스크지지부와, 상기 마스크의 타면에서 상기 마스크를 가압하는 마스크가압부를 포함하되, 상기 마스크가압부는 승강부에 의해 상히 이동이 제어될 수 있다.
또한, 상기 마스크지지부는 2열로 형성되며 상기 마스크가압부는 상기 2열의 마스크지지부 사이를 가압할 수 있다.
또한, 상기 마스크가압부는 승강부 하부의 실린더와 결합될 수 있다.
또한, 상기 실린더는 쌍으로 구성되고, 승강부 양 단에 설치될 수 있다.
또한, 상기 기판 인쇄 장치는 기판에 형성된 기판인식마크와 상기 마스크에 형성된 마스크 인식마크를 인식하는 카메라를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 인쇄 장치는 기판에 형성된 기판인식마크와 상기 마스크에 형성된 마스크 인식마크의 위치가 일치되도록 상기 마스크가압부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스크가압부는 스테핑모터에 의해 동작할 수 있으며, 상기 마스크는 외곽부가 메쉬(mesh)로 형성될 수 있다.
또한, 상기 메쉬는 폴리에스테르 재질일 수 있다.
또한, 상기 마스크는 니켈(Ni) 재질일 수 있다.
본 발명에 의한 기판 인쇄 장치에 따르면, 기판의 수축 또는 팽창에 대응하여 마스크에 형성된 패턴의 스케일을 변경시킬 수 있으므로, 기판과 마스크를 정확하게 정합시킬 수 있으며, 이를 통해 기판의 인쇄 품질을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 기판 일부의 수축 또는 팽창에 대등하여 마스크에 형성된 패턴 스케일을 차등적으로 변경시킬 수 있으므로 스케일 편차로 인한 추가 마스크 발주가 필요없는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 기판 인쇄 장치는, 기존 설비를 부분적으로 개조함으로써 구현할 수 있으므로 신규 설비의 제작이 불필요하고 설비 비용을 저감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 인쇄 장치의 측면도.
도 2는 마스크가 가압되기 전의 상태를 나타낸 도면.
도 3은 마스크가 가압된 후의 상태를 나타낸 도면.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 마스크가압부를 나타낸 도면.
도 5는 마스크가압부 및 승강부가 결합된 단면도.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 및 메쉬의 다양한 신축 정도를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 마스크 및 메쉬의 다양한 신축 정도를 나타내는 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 인쇄 장치의 측면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 인쇄 장치(100)는 마스크(140)와 마스크지지부(110)와 마스크가압부(120)를 포함할 수 있되, 마스크가압부(120)는 승강부(121)와 결합할 수 있다.
상기 마스크(140)에는 패턴홀이 형성되어 있으며, 잉크가 마스크(140)의 패턴홀을 통과하여 기판(160)에 인쇄됨으로써 회로가 형성된다. 기판(160)은 테이블(180)에 안착되며 진공흡착을 통해 테이블(180)에 고정될 수 있다.
또한, 마스크(140)는 외곽부가 메쉬(147)로 형성되며, 마스크고정부(150)에 의해 사방이 고정된 상태로 위치한다. 여기서, 상기 마스크(140)는 니켈 재질로 형성되어 탄성력을 가질 수 있다. 아울러, 메쉬(147)로 형성된 외곽부는 가볍고 기계적 성질이 우수한 폴리에스터 재질을 사용하여 마스크(140) 자체의 인장력을 유지하는 역할을 한다.
한편, 상기 마스크지지부(110)는 상기 마스크(140)의 일면을 지지하며, 상기 마스크가압부(120)는 상기 마스크(140)의 타면을 가압한다. 본 발명에서는 마스크지지부(110)가 마스크(140)의 하면을 지지하며, 마스크가압부(120)가 마스크(140)의 상면을 지지하는 것으로 도시하였으나, 마스크지지부(110)가 마스크(140)의 상면을 지지하며, 마스크가압부(120)가 마스크(140)의 하면을 가압하도록 하는 것도 가능하다.
도 2는 마스크가 가압되기 전의 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 마스크가 가압된 후의 상태를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 마스크지지부(110)가 마스크(140)를 지지하고 있고 마스크가압부(120)가 마스크(140)의 반대면에 위치하고 있다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 마스크가압부(120)가 마스크지지부(110)의 반대면에서 가압을 시작하며 마스크(140)에 인장력이 가해지면서 마스크(140)가 늘어나게 된다.
마스크(140)의 크기(늘어남) 변화량은 마스크가압부(120)의 이동량을 통해 조절할 수 있다.
본 발명은 상기와 같이 마스크지지부(110)와 마스크가압부(120)를 통해 마스크(140)의 크기를 변경하고, 이를 통해 마스크(140)에 형성된 패턴의 스케일을 변경시킬 수 있다, 따라서, 기판(160)의 수축 또는 팽창과 상관없이 기판(160)과 마스크(140)를 항상 정확하게 정합시킬 수 있으며, 기판(160)의 인쇄 품질이 현저하게 향상될 수 있다.
여기서, 상기 마스크지지부(110)는 2열로 형성될 수 있다. 그리고, 마스크가압부(120)는 상기 2열의 마스크지지부(110) 사이를 가압하도록 할 수 있다. 마스크가압부(120)가 2열로 형성된 마스크지지부(110)의 사이를 가압함으로써 장력이 마스크가압부(120)의 어느 한 쪽으로 치우치치 않고 양쪽으로 고르게 분포된다. 따라서, 마스크가압부(120)가 한쪽으로 치우치는 현상을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마스크가압부를 나타낸 것으로 도시된 바와 같이 마스크(140)의 전후좌우부를 각각 독립적으로 가압할 수 있도록 마스크가압부(120)가 4개로 분리되어 형성되어 있다.
이와 같이 마스크(140)의 전후좌우부에 각각 설치된 마스크가압부(120)가 각기 독립적으로 동작함으로써, 기판(160)에 발생하는 팽창 또는 수축이 어느 한 방향에 치우쳐 나타나더라도, 이에 대응하여 기판(160)과 마스크(140)를 정확하게 정합시킬 수 있다.
한편, 도 5는 마스크가압부 및 승강부가 결합된 단면도이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 및 메쉬의 다양한 신축 정도를 나타내는 도면이다.
승강부(121)는 하단부에 쌍으로 형성된 실린더(122)를 더 포함할 수 있다. 실린더(122)는 승강부(121) 하부의 양단에 설치될 수 있고 실린더(122)는 마스크가압 체결부(124)와 체결되어 마스크가압부(120)과 결합될 수 있다.
승강부(121)는 실린더(122)의 상하 이동을 제어할 수 있으므로 마스크가압부는 승강부에 의해 제어될 수 있다.
이때, 좌우에 위치한 실린더(122)는 독립적으로 동작할 수 있으므로 기판(160)의 일부에 팽창 또는 수축이 발생하더라도 이에 대응하여 기판(160)과 마스크를(140)를 정확하게 정합시킬 수 있다.
기판(160)은 일률적으로 팽창 또는 수축이 발생하지 않을 수 있고 기판(160)의 일부에 팽창 또는 수축이 발생한 경우, 마스크가압부(120) 전체 또는 일부를 가압시켜 마스크(140)의 팽창시킨다고 하더라도 기판(160)과 마스크(140)의 정합에 오차가 발생할 수 있다.
따라서, 실린더(122)는 기판(160)의 일부 변형에 대응할 수 있도록 상하로 이동시킬 수 있고, 실린더(122)가 하방으로 이동하면 마스크가압부(120)를 가압시켜 마스크(140)를 팽창시킬 수 있다.
마스크가압부(120)가 하방으로 이동하여 기판(160)의 일부 팽창된 부분과 비례할 수 있도록 좌, 우 실린더(122)를 개별적으로 제어를 하면 마스크상(140)에 차등적인 압력이 형성되고 이 과정에서 기판(160)과 마스크(140)를 정확하게 정합시킬 수 있다.
이때, 마스크가압부(120)의 형태는 좌,우가 경사진 형태일 수 있다. 기판(160)의 팽창/수축의 정도는 ㎛ 단위의 미세 크기이므로 도 5에서 표현되는 마스크가압부(120)의 기울어진 형상은 과장되게 도시되었음을 인지해야 한다.
도 6을 참조하면, 마스크가압부(120)는 마스크(140)의 전후좌우부에 각각 설치된 마스크가압부(120)가 각기 독립적으로 동작할 수 있고, 마스크가압부(120)에 결합된 실린더(122)의 제어에 따라 기판(160)의 팽창 또는 수축의 정도에 정확하게 대응할 수 있으므로 사다리꼴, 마름모꼴, 직사각형 등 다양한 변형에도 마스크(140)를 기판(160)과 정합시킬 수 있다.
또한, 상기 마스크가압부(120)는 마스크(140)와 일체로 형성될 수 있다. 마스크가압부(120)가 마스크(140)와 일체로 형성되면 마스크(140)의 가압 지점을 항상 일정하게 유지할 수 있으므로 더욱 정확한 가압이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 기판 인쇄 장치(100)는 기판(160)에 형성된 기판인식마크(165)와 상기 마스크(140)에 형성된 마스크인식마크(145)를 인식하는 카메라(170)를 더 포함할 수 있다. 아울러, 상기 기판인식마크(165)와 마스크인식마크(145)의 위치가 일치되도록 상기 마스크가압부(120)의 동작으로 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기판 인쇄 장치(100)는 상기 카메라(170)와 제어부를 통해 기판(160)과 마스크(140)를 자동으로 정합할 수 있으며, 정합 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
참고로, 상기 마스크가압부(120)는 스테핑모터(130)에 의해 동작할 수 있다. 스테핑모터(130)는 회전각도를 정확하게 제어할 수 있는 모터이므로 스테핑모터(130)를 이용해 상기 마스크가압부(120)의 동작을 정밀하게 제어할 수 있다.
스테핑모터(130)은 승강부(121)와 연결되고 승강부(121) 하단부의 실린더(122)의 위치를 조절할 수 있다. 스테핑모터(130)의 회전각도를 조절에 따라 실린더(122)를 상승 또는 하강시켜 마스크가압부(120)의 높이를 탄력적으로 조절하면 변형된 기판(160)에 대응한 마스크(140)를 정확하게 정합시킬 수 있다.
한편, 기판(160)의 팽창 또는 수축은 어느 한 방향으로 치우쳐 나타나지 않고 전면에 걸쳐 고르게 나타날 수 있으므로, 사각의 고리모양으로 일체형성된 마스크가압부(120)를 통해 마스크(140)의 전후좌우부를 동시에 가압함으로써 기판(160)과 마스크(140)를 정확하게 정합시킬 수 있다(도 7 참조).
이때, 마스크가압부(120)의 일부만 가압이 발생해도 전체 마스크가압부(120)에 압력이 발생하므로 예상했던 마스크(140)의 팽창보다 더 넓어질 수 있으므로 마스크가압부(120)의 전체가 동시에 가압될 수 있도록 제어될 필요가 있다.
또한, 실린더(122)는 양단이 같은 높이로 형성될 수 있도록 스테핑모터(130)이 같은 회전각을 갖도록 제어되고, 양 실린더(122)가 동시에 하강하면서 마스크(140)을 가압해야 기판(160)과 마스크(140)의 정합의 정확성을 높일 수 있다.
아울러, 본 발명에 의한 기판 인쇄 장치(100)는, 기존의 인쇄 설비에 마스크지지부(110)와 마스크가압부(120)를 추가로 설치함으로써 구현할 수 있다. 즉, 본 발명은 기존의 설비를 부분적으로 개조하는 것만으로도 충분히 구현할 수 있으므로 신규 설비의 제작이 불필요하고 설비 비용을 저감할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100. 기판 인쇄 장치 110. 마스크지지부
120. 마스크가압부 121. 승강부
122. 실린더 124. 마스크가압 체결부
130. 스테핑모터 140. 마스크
145. 마스크인식마크 147. 메쉬
150. 마스크고정부 160. 기판
165. 기판인식마크 170. 카메라
180. 테이블

Claims (10)

  1. 패턴홀이 형성된 마스크;
    상기 마스크의 일면에서 상기 마스크를 지지하는 마스크지지부;
    상기 마스크의 타면에서 상기 마스크를 가압하는 마스크가압부;
    를 포함하되,
    상기 마스크가압부는 승강부에 의해 상하 이동이 제어되는 기판 인쇄 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크지지부는 2열로 형성되며, 상기 마스크가압부는 상기 2열의 마스크지지부 사이를 가압하는 기판 인쇄 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크가압부는 승강부 하부의 실린더와 결합되는 기판 인쇄 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 실린더는 쌍으로 구성되고, 승강부 양 단에 설치되는 기판 인쇄 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 인쇄 장치는 기판에 형성된 기판인식마크와 상기 마스크에 형성된 마스크인식마크를 인식하는 카메라를 더 포함하는 기판 인쇄 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 인쇄 장치는 기판에 형성된 기판인식마크와 상기 마스크에 형성된 마스크인식마크의 위치가 일치되도록 상기 마스크가압부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 기판 인쇄 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크가압부는 스테핑모터에 의해 동작하는 기판 인쇄 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크는 외곽부가 메쉬(mesh)로 형성된 기판 인쇄 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 메쉬는 폴리에스테르 재질인 기판 인쇄 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 마스크는 니켈(Ni) 재질인 기판 인쇄장치.
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